Intermediate earthquakes of the Vrancea zone and high-speed structure of the mantle of Eastern Europe

V. I. Starostenko; A. V. Kendzera; T.A. Tsvetkova; I. V. Bugaenko

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v35i3.2013.116392

Authors

V. I. Starostenko Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
A. V. Kendzera Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
T.A. Tsvetkova Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
I. V. Bugaenko Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v35i3.2013.116392

Abstract

New data on the possible relationship of intermediate earthquakes of the Vrancea zone with the velocity structure of the mantle based on a three-dimensional P-velocity model of the mantle up to a depth of 850 km, have been given in the paper not only for the immediate environment (Vrancea area has been shown as the contact boundary region), but also for the wider region (the relationship of the Vrancea zone with the velocity structure of the mantle of the Afro-Ara-bian, East European platforms, the Adriatic microplate and the Scythian-Turan plate have been shown).

References

Богданов Н.А., Короновский Н.В., Ломизе М.Г., Чехович В.Д., Юцис В.В. Тектоническая карта Средиземного моря. - Москва: Федеральная служба геодезии и картографии России, 1994. - 1 л.

Бугаенко И. В., Шумлянская Л. А., Заец Л.Н., Цветкова Т. А. Трехмерная P-скоростная модель мантии Черного моря и прилегающей территории // Геофиз. журн. - 2008. - 30, № 5.- С. 145-160.

Винник Л.П. Неоднородности верхней мантии в районе Вранчской зоны промежуточных землетрясений // Карпатское землетрясение 4 марта 1977 г. и его последствия. - Москва: Наука, 1980. - С. 41-45.

Гейко В. С., Бугаенко И. В., Шумлянская Л. А., Заец Л.Н., Цветкова Т.А. 3D P-скоростное строение верхней мантии Восточного Средиземноморья // Геофиз. журн. - 2007. - 29, № 4.- С. 13-30.

Гейко В.С., Цветкова Т.А., Санникова Н.П., Ливанова Л. П., Гейко К. В. Региональная 3D P- скоростная структура мантии северо-западной Евразии. I. Европа 1 // Геофиз. журн. - 1998.- 20, № 3. - С. 67-91.

Гейко В. С., Цветкова Т. А., Шумлянская Л. А., Бугаенко И. В., Заец Л.Н. Региональная 3D P-скоростная модель мантии Сарматии (юго-запад Восточно-Европейской платформы) // Геофиз. журн. - 2005. - 27, № 6. - С. 927-939.

Карпатское землетрясение 4 марта 1977 г. и его последствия / Отв. ред. А. В. Друмя. - Москва: Наука, 1980. - 272 с.

Карпатское землетрясение 30 августа 1986 г. / Отв. ред. А. В. Друмя, Н. В. Шебалин. - Кишинев: Штиинца, 1990. - 333 с.

Латынина Л. А. Проблема прогноза землетрясений - в прошлом веке и в настоящее время // Свойства, структура, динамика литосферы Восточно-Европейской платформы. - Воронеж: Научная книга, 2010. - С. 6-11.

Писаренко В.Ф., Родкин М. В. Распределения с тяжелыми хвостами: приложения к анализу катастроф // Вычисл. сейсмология. - 2007. - Вып. 38. - 236 с.

Пустовитенко Б. Г., Кульчицкий В.Е., Пустовитенко А.А. Новые данные о сейсмической опасности г. Одесса и Одесской области // "Будшельш конструкцп”. Механика грунтов, геотехника, фундаментобудування. - 2004. - 2, вип. 61. - С. 388-397.

Ризниченко Ю. В. Проблемы сейсмологии. Избранные труды. - Москва: Наука, 1985. - 408 с.

Родкин М. В., Никитин А. Н., Васин Р. Н. Сейсмо-тектонические эффекты твердофазных превращений в геоматериалах. - Москва: ГЕОС, 2009.- 196 с.

Сагалова Е.А. Фокальная зона Карпатских землетрясений у гор Вранча // Геофиз. сб. - 1975.- 68. - С. 5-81.

Садовский М.А. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва. - Москва: Наука, 2004. - 440 с.

Соллогуб В.Б., Чекунов А.В., Старостенко В.И., Кутас Р.И., Булах Е.Г., Сологуб Н.В., Харитонов О. М., Пашкевич И. К., Пустыльников М. Р., Бородулин М.Л., Шляховский В.А., Капица Ю.М., Кулик C. H., Коря И., Битер М., Демитреску К., Лазареску В., Помпилян А., Радулеску Ф., Рейману В. Строение литосферы вдоль геотраверса V на основании комплексных геологогеофизических данных // Геофиз. журн. - 1985. - 7, № 4. - С. 3-18.

Старостенко В. И., Кендзера А. В., Бугаенко И. В., Цветкова Т.А. Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного P-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением // Геофиз. журн. - 2011. - 33, № 4. - С. 62-73.

Трифонов В.Г., Иванова Т.П., Бачманов Д.М. Горообразование в новейшей геодинамике Альпийско-Гималайского пояса // Материалы XLIII Тектон. совещания "Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ”. - Москва: ГЕОС, 2010. - Т. 2. - С. 371-375.

Цветкова Т.А., Бугаенко И.В. Сейсмотомография мантии под Восточно-Европейской платформой: мантийные скоростные границы // Геофиз. журн. - 2012. - 5, № 34 - С. 161- 172.

Цветкова Т.А., Шумлянская Л.А., Бугаенко И.В., Заец Л. Н. Сейсмотомография Восточно-Европейской платформы: трехмерная P-скоростная модель мантии под Фенноскандией. Ч. I // Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 1. - С. 53- 72.

Чекунов А.В. Сейсмоактивний район Вранча - тектошчний аспект // Доп. АН УРСР. Сер. Б.- 1986. - № 5. - С. 21-26.

Чекунов А. В. Тектоническая модель сейсмоактивного района Вранча в Карпатах // Геол. журн. - 1987. - № 4. - С. 3-11.

Шевченко В. И., Арефьев С. С., Лукк А. А. Близвертикальные скопления очагов землетрясе - ний, не связанные с тектонической структурой земной коры / / Физика Земли. - 2011.- № 4. - С. 16-38.

Щукин Ю.К., Добрев Т.Д. Глубинное геологи - ческое строение, геодинамика и геофизические поля очаговой зоны Вранча // Карпатское землетрясение 4 марта 1977 г. и его последствия. - Москва: Наука, 1980. - С. 7-40.

Хаин В. Е. Региональная геотектоника. Альпий - ский Средиземноморский пояс. - Москва: Недра, 1984. - 344 с.

Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). - Москва: Научный мир, 2001.- 606 с.

Харитонов О.М., Красовский С.С., Куприенко П.Я., Кутас В. В., Сологуб Н. В., Дрогицкая Г. М., Тимошенко В. И., Шляховский В. А. Литосферный трансект Вранча - Южно-Украинская AGC // Геофиз. журн. - 1993. - 15, № 5. - C. 23- 31.

Aki K., Christofersson A., Husebye E.S. Determination of the three-dimensional seismic structure of the lithosphere // J. Geophys. Res. - 1977. - 82. - P. 277-296.

Artemieva I. M., Thybo H., Kaban M. K. Deep Eu - rope today: Geophysical synthesis of the up - per mantle structure and lithospheric proces - ses over 3,5 Ga // Geol. Soc. Spec. Publ. - 2006.- 32. - P. 11-41. - www.litosphere.info/papers/ 2006-ELD-DeepEurope.pdf.

Besutio L. Vrancea active seismic area: evidence towards a continental unstable triple junction // The natural geodynamic laboratory Vrancea, a challenge for the 21st century. - Bucharest, 2002. - P. 129-147.

Besutio L., Cadicheanu N. Preliminary considerations on the space-time dynamics of the inter - mediate-depth seismicity within Vrancea zone // The natural geodynamic laboratory Vrancea, a challenge for the 21st century. - Bucharest, 2002. - P. 25-33.

Besutio L., Zugravesku D. Considerations on the Black Sea opening and its seismotectonic con - sequences // The natural geodynamic labora - tory Vrancea, a challenge for the 21st century.- Bucharest, 2002. - P. 79-97.

Bijward H., Spakman W. Non-linear global P-to - mography by iterated linearized inversion // Geophys. J. Int. - 2000. - 141. - P. 71-82.

Bijwaard H., Spakman W., Engdahl E.R. Closing the gap between regional and global travel ti - me tomography // J. Geophys. Res. - 1998. - 103. - P. 30,055-30,078.

De Jonge M., Wortel M., Spakman W. Regional scale tectonic evolution and the seismic velo - city structure of the lithosphere and upper mantle: the Mediterranean region // J. Geophys. Res.- 1994. - 99, № B6. - P. 12,091-12,108.

Geyko V. S. A general theory of the seismic traveltime tomography // Геофиз. журн. - 2004. - 26, № 2. - C. 3-32.

Fan G., Wallace T. C., Zhao D. Tomographic imaging of deep velocity structure beneath the Eas - tern and Southern Carpathians, Romania: Implications for continental collision // J. Geo- phys. Res. - 1998. - 103, № B2. - P. 2705- 2723.

Girbacea R., Frisch W. Slab in the wrong place: lower lithospheric mantle delamination in the last stage of the Eastern Carpathian subducti - on retreat // Geology. - 1998. - 26. - P. 611- 614.

Goes S., Govers R., Vachers P. Shallow mantle temperatures under Europe from P- and S-wave to - mography // J. Geophys. Res. - 2000. - 105, № B5. - P. 11,153-11,169.

Hauser F., Raileanu V., Fielitz W., Bala A., Prodehl C, Polonic G., Schulze A. VRANCEA 99 - The crustal structure beneath the southeastern Carpathians and the Moesian Platform from a seismic refraction profile in Romania // Tecto- nophysics. - 2001. - 340. - P. 233-256. - D0I:10.1016/S0040-1951(01)00195-0.

Hauser F., Raileanu V., Fielitz W., Dinu C., Landes M., Bala A., Prodehl C. Seismic crustal structure between the Transylvanian Basin and the Black Sea, Romania // Tectonophysics. - 2007.- 430. - P. 1-25.

Ismail-Zadeh A., Schubert G., Tsepelev I., Korotkii A. Thermal evolution and geometry of the descending lithosphere beneath the SE - Car - pathians: an insight from the past // Earth Planet . Sci. Let. - 2008. - 273. - P. 68-79.

Kennett B. L. N., Engdahl E. R., Buland R. Const - raints on seismic velocities in the Earth from travel-times // Geophys. J. Int. - 1995. - 122.- P. 108-124.

Knapp J.H., Knapp C.C., Raileanu V., Matenco L., Mocanu V., Dinu C. Crustal constraints on the origin of mantle seismicity in the Vrancea Zone, Romania: The case for active continental dela - mination // Tectonophysics. - 2005. - 410. - P. 311-323. - D0I:10.1016/j.tecto.2005.02.020.

Koch M. Nonlinear inversion of local seismic travel times for the simultaneous determination of the 3D-velocity structure and hypocenters- Application to the seismic zone Vrancea // J. Geophys. - 1985. - 56. - P. 160-173.

Koulakov I., Kaban M.K., Tesauro M., Cloetingh S. P- and S-velocity anomalies in the upper mantle beneath Europe from tomographic inversion of ISC data // Geophys. J. Int. - 2009. - 179.- P. 345-366.

Koulakov I. , Zaharia B. , Enescu B. , Radulian M. , Popa M., Parolai S., Zschau J. Delamination or slab detachment beneath Vrancea New argu - ments from local earthquake tomography // Geochem. Geophys. Geosistems. - 2010. - 11, № 3. - P. Q03002. - DOI: 10.1029/g///c002811.

Landes M., Fielitz W., Hauser F., Popa M., the CALIXTO Group. 3D upper crustal tomographic structure across the Vrancea seismic zone , Romania // Tectonophysics. - 2004. - 382. - P. 85-102. - D0I:10.1016/j.tecto.2003.11.013.

Lorenz F. P., Martin M., Sperner B., Wenzel F., Popa M. Teleseismic travel-time tomography of the compressional - wave velocity structure in the Vrancea zone, Romania // EOS, Transactions, American Geophys. Union. - 1997. - 78. - P. 497.

Marquering H., Snieder R. Shear-wave velocity structure beneath Europe, the northeastern Atlantic and western Asia from waveform inversions including surface - wave mode coupling // Geophys. J. Int. - 1996. - 124. - P. 283- 304.

Martin M., Ritter J.R.R., the CALIXTO Working Group. High resolution teleseismic body wave tomo - graphy beneath SE Romania, I. Implication for three-dimensional versus one-dimensional cru - stal correction strategies with a new crustal ve - locity model // Geophys. J. Int. - 2005. - 162.- P. 448-460. - DOI: 10.1111/j.1365-246X. 2005.02661.x.

Martin M., Wenzel F., the CALIXTO Working Group. High resolution teleseismic body wave tomo - graphy beneath SE Romania, II. Imaging of a slab detachment scenario // Geophys. J. Int. -2006. - 164. - P. 579-595. - D0I:10.1111/j. 1365-246X.2006.02884.x.

Mason P. R. D., Seghedi I., Szakacs A., Downes H. Magmatic constraints on geodynamic models of subduction in the East Carpathians, Romania // Tectonophysics. - 1998. - 297. - P. 157-176.

Oncescu M. C. Deep structure of Vrancea region, Romania, inferred from simultaneous inversion for hypocenters and 3D velocity structure // Annal. Geophys. - 1984. - 2. - P. 23-28.

Oncescu M. C., Bonjer K.-P. A note on the depth recurrence and strain release of large Vrancea earthquakes // Tectonophysics. - 1997. - 272.- P. 291-302.

Oncescu M.C., Bulacu V., Anghel M., Smalbergher V. Three-dimensional P-wave velocity image un - der the Carpathian Arc // Tectonophysics. - 1984.- 106. - P. 305-319.

Piromallo C., Morelli A. P-wave tomography of the mantle under the Alpine-Mediterranean area // J. Geophys. Res. - 2003. - 108 (B2) . - 2065.- DOI:10.1029/2002JB001757. - P. 1-23.

Restangular Area Earthquake Search // USGS/NEIC.- 2010. - earthquake.usgs.gov/earthquakes/ egarchives/epic/epic_rect/php.

Spakman W., van der Lee S., van der Hilst R. Travel -time tomography of the European-Mediterranean mantle down to 1400 km // Phys. Earth Planet. Int. - 1993. - 79. - P. 3-74.

Sperner B., Lorenz F., Bonjer K., Hettel S., Muller B., Wenzel F. Slab break-off - abrupt cut or gradual detachment? New insights from the Vran - cea Region (SE Carpathians, Romania) // Ter - ra Nova. - 2001. - № 13. - P. 172-179.

The natural geodynamic laboratory Vrancea, a challenge for the 21st century / Ed. D. Zugra- vescu. - Bucharest, 2002. - 299 p.

Tondi R., Achauer U., Landes M., Davy R., Besutiu L. Unveiling seismic and density structure be - neath the Vrancea seismogenic zone, Romania // J. Geophys. Res. - 2009. - 114. - P. B11307.- DOI: 10.1029/2008JB005992.

Weidle C., Widiyantoro S., CALIXTO Working Group. Improving depth resolution of teleseismic tomo - graphy by simultaneous inversion of teleseis - mic and global P-wave travel-time data - application to the Vrancea region in South -Eas - tern Europe // Geophys. J. Int. - 2005. - 162.- P. 811-823.

Wenzel F., Sperner B., Lorenz F., Mocanu V. Geodynamics , tomographic images and seismicity of the Vrancea region (SE-Carpathians, Romania) // EGU Stephan Mueller Special Publication Series. - 2002. - 3. - P. 95-104.

Wortel M., Spakman W. Subduction and slab detachment in the Mediterranean-Carpathian re - gion // Science. - 2000. - 290. - P. 1910-1917.

Zielhuis A., Nolet G. Shear-wave velocity variations in the upper mantle beneath central Europe // Geophys. J. Int. - 1994. - 117. - P. 695- 715.

Zugravescu D., Polonic G. Presentday stress field in the southeastern in the Vrancea region derived from seismicity data // The natural geody - namic laboratory Vrancea, a challenge for the 21st century. - Bucharest, 2002. - P. 35-45.